Животные могут выдерживать температуры только в пределах заданного диапазона. Верхняя и нижняя температуры этого диапазона называются его критическими тепловыми пределами. Когда эти пределы превышены, животное должно либо приспособиться, либо мигрировать в более прохладный климат.

Однако температура во всём мире растёт быстрыми темпами. Об этом свидетельствует рекордная жара, охватившая Европу этим летом. Такие тепловые волны могут привести к тому, что температура регулярно будет превышать критические температурные пределы, подвергая опасности многие виды.

Насекомые будут изо всех сил пытаться идти в ногу с глобальным повышением температуры, что может быть плохой новостью для людей.Изображение: Unsplash/@walter46

В новом исследовании учёные из Бристольского университета (Великобритания) оценили, насколько хорошо 102 вида насекомых могут регулировать свои критические температурные пределы, чтобы пережить экстремальные температуры. Специалисты обнаружили, что насекомые обладают слабой способностью это делать, что делает их особенно уязвимыми к изменению климата.

Воздействие изменения климата на насекомых может иметь серьёзные последствия для жизни человека. Многие виды насекомых выполняют важные экологические функции, в то время как перемещение других видов может нарушить баланс экосистем.

Как животные приспосабливаются к экстремальным температурам?

Животное может расширить свои критические температурные пределы либо путём акклиматизации, либо путём адаптации.

Акклиматизация происходит в течение жизни животного (часто в течение нескольких часов). Это процесс, с помощью которого предыдущее воздействие помогает защитить животное или насекомое от последующего воздействия окружающей среды. Люди приспосабливаются к интенсивному воздействию УФ-излучения посредством постепенного загара, который позже защищает кожу от вредных УФ-лучей.

Одним из способов акклиматизации насекомых является выработка белков теплового шока в ответ на воздействие тепла. Это предотвращает гибель клеток при экстремальных температурах.

Насекомые будут изо всех сил пытаться идти в ногу с глобальным повышением температуры, что может быть плохой новостью для людей.Изображение: Unsplash/@gidlark

Некоторые насекомые также могут использовать для акклиматизации окрас. Божьи коровки, развивающиеся в тёплой среде, выходят из стадии куколки с меньшим количеством пятен, чем насекомые, развивающиеся в холоде. Поскольку более тёмные пятна поглощают тепло, при меньшем количестве пятен насекомому становится прохладнее.

Адаптация происходит, когда полезные гены передаются из поколения в поколение в процессе эволюции. Существует масса примеров того, как животные эволюционируют в ответ на изменение климата.

За последние 150 лет у некоторых австралийских видов попугаев, таких как шлемоносные какаду и певчие попугаи, развились более крупные клювы. Поскольку большее количество крови может быть направлено в больший клюв, больше тепла в итоге может быть отдано в окружающую среду.

Насекомые будут изо всех сил пытаться идти в ногу с глобальным повышением температуры, что может быть плохой новостью для людей.Изображение: Wikipedia, CC BY 2.0

Но эволюция происходит в течение более длительного периода, чем акклиматизация, и может не позволить критическим тепловым пределам скорректироваться в соответствии с текущими темпами глобального повышения температуры. Верхние температурные пределы развиваются особенно медленно, что может быть связано с большими генетическими изменениями, необходимыми для большей устойчивости к жаре.

Поэтому исследования того, как акклиматизация может помочь животным пережить резкое повышение температуры, вызывают растущий научный интерес.

Слабая способность приспосабливаться к экстремальным температурам

Исследователи обнаружили, что при изменении температуры на 1 ℃ насекомые могут изменять свой верхний температурный предел только примерно на 10%, а нижний — в среднем примерно на 15%. Для сравнения, отдельное исследование показало, что рыбы и ракообразные могут изменять свои пределы примерно на 30%.

Правда также было выявлено, что во время развития имеются окна, в которых насекомое лучше переносит жару. Поскольку молодые насекомые менее подвижны, чем взрослые, они менее способны использовать своё поведение для изменения температуры. Например, гусеница в стадии кокона не в состоянии уйти в тень, чтобы спастись от жары.

Эта неподвижная стадия жизни, подверженная большим колебаниям температуры, столкнулась с сильным эволюционным давлением, направленным на разработку механизмов, позволяющих противостоять температурному стрессу. Молодые насекомые, как правило, лучше приспособлены к повышению температуры, чем взрослые насекомые. Молодые особи смогли изменить свой верхний температурный предел в среднем на 11% по сравнению с 7% у взрослых.

Но учитывая, что их способность к акклиматизации всё ещё относительно слаба и может снизиться по мере того, как насекомое покидает эту стадию жизни, воздействие, вероятно, будет ограниченным для адаптации к будущему изменению климата.

Что это означает для будущего?

Слабая способность приспосабливаться к более высоким температурам будет означать, что многим насекомым, чтобы выжить, придётся мигрировать в более прохладный климат. Перемещение насекомых в новую среду, в свою очередь, может нарушить хрупкий баланс экосистем.

На долю насекомых-вредителей приходится потеря 40% мирового производства сельскохозяйственных культур. Поскольку их географическое распространение меняется, вредители могут ещё больше угрожать продовольственной безопасности. В отчёте ООН за 2021 год сделан вывод о том, что популяции кукурузной листовой совки, питающейся, как уже, наверное, понятно из названия, кукурузой, из-за изменения климата уже расширили свой ареал.

Насекомые будут изо всех сил пытаться идти в ногу с глобальным повышением температуры, что может быть плохой новостью для людей.Изображение: Alchemist from India/Shutterstock

Миграция насекомых также может иметь серьёзные последствия для здоровья человека. Многие из основных заболеваний, поражающих человека, включая малярию, передаются насекомыми. Перемещение насекомых с течением времени увеличивает возможность заноса инфекционных заболеваний в более высокие широты.

В этом году в Европе было зарегистрировано более 770 случаев заражения вирусом Западного Нила. Регион Венето в Италии, где фиксировалось большинство случаев, стал идеальной средой обитания для комаров кулекс, которые могут быть носителями и переносчиками вируса. Ранее в этом году учёные обнаружили, что количество комаров в регионе увеличилось на 27%.

Виды же насекомых, неспособных к миграции, вообще могут исчезнуть. Это вызывает беспокойство, поскольку многие насекомые выполняют важные экологические функции. Три четверти сельскохозяйственных культур, производимых в мире, удобряются опылителями. Их потеря может вызвать резкое сокращение мирового производства продуктов питания.

Уязвимость насекомых к экстремальным температурам означает, что нас ожидает неопределённое и тревожное будущее, если мы не сможем обуздать темпы изменения климата. Очевидным способом защиты этих видов является замедление темпов изменения климата за счёт сокращения потребления ископаемого топлива. В меньших масштабах обеспечить существенную передышку для насекомых, столкнувшихся с повышением температуры, могло бы создание тенистых мест обитания с более прохладным микроклиматом.

Правописание уведомления вебмастера


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев

EnglishРусскийУкраїнська
Включить уведомления Да Спасибо, не надо